硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法
【专利摘要】硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法属于高分子材料合成【技术领域】，具体的说，本发明涉及硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法。本发明提供了一种硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法。本发明采用方法如下：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应10～25min．即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化3min～5min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
【专利说明】硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料合成【技术领域】，具体的说，本发明涉及硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法。
【背景技术】
[0002]水性聚氨酯(又称水基聚氨酯)是一种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。水性聚氨酯主要应用于皮革加工、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂等方面，所涉及的几乎都是易燃材料，这些材料在使用时如未经阻燃处理，必然成为引发火灾的安全隐患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。
[0003]目前关于水性聚氨酯阻燃化的研究并不多见，采用含磷聚酯多元醇合成了阻燃水性聚氨酯；合成了一系列含磷交联剂，并引入水性聚氨酯中，使其具有阻燃性；通过阻燃聚醚多元醇合成了阻燃的水性聚氨酯。我国目前市场上销售的阻燃水性聚氨酯以共混复配型为主，主要是通过添加大量的阻燃剂来达到阻燃效果，这种方法成本较高且对聚氨酯的性能影响较大。溴系阻燃剂(BFR)目前仍然是产量最大的有机阻燃剂之一，其全球总用量估计可达250 kt / a-300 kt / a，在阻燃剂中所占比例达15%?20%。在很多应用领域，目前还难于找到BFR适合的代用品，所以在未来的几十年中，BFR仍将发挥重要的作用。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对上述问题，提供了一种硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法。
[0005]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明采用方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应10?25min.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUC0高剪切分散乳化机乳化3min?5min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
[0006]本发明的有益效果:通过DBNPG硬段改性，成功合成出了稳定的阻燃水性聚氨酯乳液，并用红外和核磁碳谱对其结构进行了表征，结果表明DBNPG确实接入到聚氨酯分子链中。氧指数测试发现，水性聚氨酯的氧指数随DBNPG改性程度增加而增加，其中15%改性的PU氧指数已达29.6%，使PU由可燃降低为难燃。同时TG测试表明其热稳定性亦有所升高。DSC测试发现。水性聚氨酯相分离随改性程度的增加先增大后减小。
【具体实施方式】
[0007]本发明采用方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与了01，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应10?25min.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化3min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
[0008]实施例1:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应llmin.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUC0高剪切分散乳化机乳化4min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
[0009]实施例2:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应16min.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUC0高剪切分散乳化机乳化5min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
[0010]实施例3:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应20min.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUC0高剪切分散乳化机乳化4min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
[0011]实施例4:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NC0含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应23min.即得到水性聚氨酯的预聚体。在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUC0高剪切分散乳化机乳化3min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
【权利要求】
1.硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于:在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应10?25min.即得到水性聚氨酯的预聚体；在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化3min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应Ilmin.即得到水性聚氨酯的预聚体；在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化4min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应16min.即得到水性聚氨酯的预聚体；在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化5min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应20min.即得到水性聚氨酯的预聚体；在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化4min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的硬段阻燃改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入计量配比的PPG与TDI，于N2保护下反应2h，然后加入计量的DBNPG，反应一段时间后再加入计量的DMPA，反应至NCO含量接近理论值，降温，用少量MEK调节体系黏度，加入TEA中和反应23min.即得到水性聚氨酯的预聚体；在烧杯中加入去离子水，缓慢加入水性聚氨酯预聚体，同时用FLUCO高剪切分散乳化机乳化3min，旋转蒸发去除MEK，得到阴NPG硬段阻燃改性的水性聚氨酯。
【文档编号】C08G18/66GK104448218SQ201310418449
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月15日 优先权日:2013年9月15日
【发明者】李月梅, 吕兴言 申请人:李月梅